电子沙漏中排针的作用
<
电子沙漏 ? ? 沙漏是一种古老的计时工具,也是一种玩具。电子沙漏用电子电路控制的发光二极管表示沙粒,模拟沙漏的运动过程。电子沙漏会像真正的沙漏一样,上部的沙粒(点亮的发光二极管)一粒一粒往下掉,下部的沙粒一粒一粒堆起来。 漏完以后,将电子沙漏倒过来,又会重新开始一粒一粒往下漏。 一、电路整体分析 ?1 电路结构。 ? 电子沙漏是一个级联运用移位寄存器的典型实例,电路图如图1所示,它包括五个组成部分: (1)集成电路IC1、IC2组成的15位移位寄存器; (2)开关S1、S2,二极管VD16、VD17、VD18,电阻R16等组成的输入数据控制电路; (3)晶体管VT1~VT15和VT1'...全部
电子沙漏 ? ? 沙漏是一种古老的计时工具,也是一种玩具。电子沙漏用电子电路控制的发光二极管表示沙粒,模拟沙漏的运动过程。电子沙漏会像真正的沙漏一样,上部的沙粒(点亮的发光二极管)一粒一粒往下掉,下部的沙粒一粒一粒堆起来。
漏完以后,将电子沙漏倒过来,又会重新开始一粒一粒往下漏。 一、电路整体分析 ?1 电路结构。 ? 电子沙漏是一个级联运用移位寄存器的典型实例,电路图如图1所示,它包括五个组成部分: (1)集成电路IC1、IC2组成的15位移位寄存器; (2)开关S1、S2,二极管VD16、VD17、VD18,电阻R16等组成的输入数据控制电路; (3)晶体管VT1~VT15和VT1'~VT15 组成的输出状态控制电路; (4)发光二极管VD1~VD15和VD1~VD15 组成的显示电路; (5)反相器D1、D2等组成的时钟振荡器。
? 图2为其原理方框图。 ? ?在结构上,两组各15个发光二极管分别排列成为两个三角形,如图3所示。其中:VD1~VD15位于上部,排列成倒三角形;VD1'~VD15'位于下部,排列成正三角形。
两个三角形的顶尖相对,组成沙漏形状。当上部有一个发光二极管熄灭时,相应地下部就有一个发光二极管点亮,模拟了沙漏的运动。 ? ?2 简要工作原理。 ? 集成移位寄存器IC1、IC2级联组成15位移位寄存器,构成了电子沙漏的主体控制电路。
每一位寄存单元都分别通过NPN晶体管VT和PNP晶体管VT'形成Q和/Q两个互为反相的输出状态,分别控制VD和VD'两组发光二极管。15位移位寄存器的串行数据输入端D的状态受位置控制电路的控制。
当电子沙漏正向放置时(发光二极管VD1~VD15在上部且全亮),串行数据输入端D=0,并在时钟脉冲CP的作用下逐步右移,使VD1~VD15一个接一个地熄灭,同时VD1'~VD15'一个接一个地点亮,直至VD1~VD15全灭,VD1'~VD15'全亮。
? 当把电子沙漏上下颠倒过来后,串行数据输入端D=1,并在CP作用下逐步右移,又使VD1'~VD15'(此时在上部)一个接一个地熄灭,同时VD1~VD15(此时在下部)一个接一个地点亮,直至VD1'~VD15'全灭,VD1~VD15全亮。
二、主要单元电路分析 ?1 15位静态移位寄存器 ? 15位移位寄存器由四个4位静态串入-并出移位寄存器串接而成(最后1位不用),如图4所示。实际电路中,移位寄存器采用了两块CMOS双4位静态移位寄存器集成电路CD4015。
每一块CD4015内部含有两组独立的4位串入-并出移位寄存器,其串行数据输入端D上的数据,在时钟脉冲CP上升沿的作用下向右移位。设15位移位寄存器初始状态为全“1”,串行数据输入端D=0。当第1个CP脉冲到来时,移位寄存器的第1位变为0;第2个CP脉冲到来时,移位寄存器的第2位变为0;??;第15个CP脉冲到来时,移位寄存器的第15位变为0,即15位移位寄存器的状态变为全“0”。
? ?由于CD4015的每一位寄存单元只有Q输出端,因此在每一位寄存单元的Q端同时接有NPN型(VT)和PNP型(VT')两个射极跟随器,其输出状态:VT形成Q,VT'形成/Q。 ? 2 输入数据控制电路。
? 电子沙漏的工作模式要求。当Q1~Q15为“1”时,输入数据D应为“0”;当Q1~Q15为“0”时,输入数据D应为“1”。D端状态的转换由输入数据控制电路完成。当Q1~Q15为“1”时,由S1接通电源,R16将D端箝位到地,D=0;当Q1~Q15为“0”时,由S2接通电源,电源电压经VD16加至D端,D=1。
? 3 输出状态控制电路 ? 晶体管VT1~VT15构成15个NPN型射极跟随器,分别控制发光二极管VD1~VD15。晶体管VT1'~VT15'构成15个PNP型射极跟随器,分别控制发光二极管VD1'~VD15'。
15位移位寄存器的每一位寄存单元的Q输出端,同时接有NPN型(VT)和PNP型(VT')两个射极跟随器。以第一寄存单元为例:当Q=1时,NPN晶体管VT1导通,发光二极管VD1亮;同时PNP晶体管VT'截止,发光二极管VD1'熄灭。
当Q=0时,NPN晶体管VT1截止,VD1灭;PNP晶体管VT1'导通,VD1'亮。 ? 4 位置控制电路 ? 由于电源开关S1、S2同时要控制移位寄存器输入数据D的状态,而D的状态又应与电子沙漏的摆放位置相关,因此S1、S2设计成重力开关,结构如图5所示。
下载文档到电脑,查找使用更方便1下载券 ?30人已下载下载还剩1页未读,继续阅读1234567890ABCDEFGHIJKLMNabcdefghijklmn!@#$%^&&*()_ 。一三五七九贰肆陆扒拾,。
青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处你可能喜欢电子电路图 热释电红外报警器 自制电子手绘图说电子电路图手绘图说系列暂无评价305页免费第12章 电子电路图绘制18页1下载券如何看电子电路图6页。
收起